武汉理工大学期末考试材料力学试题和标答
武汉理工大学 学期材料力学C历年试卷
2015 ~2016 学年 1 学期 材料力学 C
课程 闭卷
时间 120 分钟， 学时， 学分，总分 100 分，占总评成绩 % 2016 年 1 月 日
… …
题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 合计 任课
… …
满分 15 15 15 15 15 15 10
100 教师
m2
m1= 900 Nm; m2 =500 Nm；m3=400 Nm 材料为铝合金，E = 69 GPa，泊松比 ν= 0.33.
许用切应力[ ] =140 MPa.
A
500mm
m1
m3
B 400mm C
求：（1）设计轴的直径；（2）如轴的直径为 30 mm, 计算轮 C 相对轮 A 的扭转角。
得分
… …Βιβλιοθήκη 端均用铰链连接。在节点 B 处作用一荷载 F。已知钢的许用应力 =140MPa，木材的许
… …
用拉、压应力分别为 t =8MPa， c 3.5 MPa。为保证托架能正常工作，最大许可荷载
… …
为多大？（15 分）
试
卷
装
订
线
学院
… … … …
1
得分
三、某等直实心圆轴如图所示，已知：
矩图和弯矩图，并按第三强度理论（最大切应力理论）校核轴的强度。(15 分)
刚性杆
…
…
固定端
…
…
试
卷
装
订
线
… … … … … …
装
订
线
内
不
要
答
题
，
不
要
填
写
考
生
(完整版)武汉理工大学理论力学期末考试试题及答案
理论力学期末考试试题1-1、自重为P=100kN的T字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。
其中转矩M=20kN.m，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m。
试求固定端A的约束力。
解：取T型刚架为受力对象，画受力图其中耳一丁q •扯二SOkN工尺=0你+百—F血MF = 0^-r-Fcos60°= 07^ = 3164kK 场三阿kN-IlSSkN m1-2如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA上的气动力按梯形分布：解:q! =60kN/m，q2=40kN/m，机翼重p!=45kN，发动机重p2=20kN，发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=18kN.m。
求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O所受的力。
解研究机奧，把梯形號荷分解为一三甬幣戦荷与一矩骼栽荷*其合力甘別为弘=寺(如-q)・9 m 90 kN t ^ = 9*9! = 36Q kN 分别作用圧距再O点3 m与4.5m处，如国所示*曲莎=D,甩=01Y = 0, F® -P t- Pi + F靛 * Fjii = 02M0(F) = Q t M o- 3.6P| - 4.2鬥-M + 3F R1+ 4.$F R1= °解得F® = 0, F佈三-385 kN yM o- 1 626 kN * m1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m , F=50kN ,M=6kN.m，各尺寸如图。
求固定端A处及支座C的约束力。
解先研究构架EBD如图(b)*由龙X = 0 F阪-F sin30' = 0SV = 0. F® * F* * F mfiSO = 0EJW R(F)= 0T F.^r U - A4 + 2F sin^ = 0 解得= 25 kN. = 87.3 kN, F* =-44 kN再軒究AB槃如图g).由XX = 0* - * 6 sin30" * F% - = 0XV - 0,為丄 6 ccdtf + F% 二QXM^(F)- 0, - 2 • -j * & * fl CQB3O- “ 0F“ - 40 kN. F A I= 113 3 kN・M A= 575,S kN - m此證也可先無先EBD "琅褂F*之后・再硏究整协・求冲址反力R样所减少平輛方程救*旧计禅轼幷耒测量桟少。
武汉理工大学_理论力学_期末考试试题及答案
1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。
其中转矩M=，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。
试求固定端A 的约束力。
1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布：1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=。
求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。
1-3图示构件由直角弯杆EBD 以及直杆AB 组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m ，F=50kN ，M=，各尺寸如图。
求固定端A 处及支座C 的约束力。
1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力.解：1-5、平面桁架受力如图所示。
ABC 为等边三角形，且AD=DB 。
求杆CD 的内力。
1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。
在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。
试计算杆1、2和3的内力。
解：2-1 图示空间力系由6根桁架构成。
在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45º角。
ΔEAK=ΔFBM。
等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。
若F=10kN，求各杆的内力。
2-2 杆系由铰链连接，位于正方形的边和对角线上，如图所示。
在节点D沿对角线LD方向F。
在节点C沿CH边铅直向下作用力F。
如铰链B，L和H是固定的，杆重不计，作用力D求各杆的内力。
2-3 重为1P ＝980 N ，半径为r =100mm 的滚子A 与重为2P ＝490 N 的板B 由通过定滑轮C 的柔绳相连。
已知板与斜面的静滑动摩擦因数s f =。
滚子A 与板B 间的滚阻系数为δ=，斜面倾角α=30º，柔绳与斜面平行，柔绳与滑轮自重不计，铰链C 为光滑的。
材料力学期末试卷1(带答案 )
y z
6. 某材料的曲线如图，则材料的 （1）屈服极限240 （2）强度极限400 （3）弹性模量20.4 （4）强度计算时，若取安全系数为2，那么塑性材料的许用 120，脆性材料的许用应力 200。（每空2分，共10分）
应力
二、选择题（每小题2分，共30分）
（ C ）1. 对于静不定问题，下列陈述中正确的是 。 A 未知力个数小于独立方程数； B 未知力个数 Nhomakorabea于独立方
解：分段考虑： 1、AC段：（5分） （1）剪力方程为： （2）弯矩方程为： 2、CB段： （1）剪力方程为： （2）弯矩方程为：
3、内力图如下：（10分）
10KN
10KN.m 20KN.m
七．从某钢构件中取下的一个三向应力单元体状态如图所示，应力单 位为。已知泊松比，许用应力，试求主应力及单元体内最大切应力， 并按第一和第二强度理论校核其强度。（15分）
500 400 N1 N3
N2 A C B
1． 解：
T –7.024 – 4.21 (kNm)
（1）计算外力偶矩
（5分）
据扭转强度条件：，
，
可得：
由扭转刚度条件： 可得：
（5分） 综上所述，可取： （3分）
(2) 当全轴取同一直径时，
六．求如图所示悬臂梁的内力方程，并作剪力图和弯距图，已知 P=10KN,M=10KN·m。（10分）
程数 ； C 未知力个数大于独立方程数。
（ B ）2．求解温度应力和装配应力属于 。 A 静定问题； B 静不定问题； C 两者均不是。
（ B ）3．圆轴受扭转变形时，最大剪应力发生在 。 A 圆轴心部； B 圆轴表面； C 心部和表面之
间。
（ C ）4． 在压杆稳定中，对于大柔度杆，为提高稳定性，下列办
工程力学考试卷(真题)07
武汉理工大学考试试题纸（ B 卷）
课程名称 题号 题分 一 20 工程力学 二 8 三 10 四 12 五 18 六 14 七 18 专业班级 八 九 十 总分
备注:
学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)
一、 （20 分）在图示连续梁中，已知 M，a 及θ，不计梁的自重，求连续梁在 A，B，C 三处的约束力。
四、 （12 分）16 工字钢梁的支承和受力如图所示，Wz=141cm3，[σ]=160MPa。试作弯矩图， 并按正应力校核梁的强度。
五、 （18 分）已知应力状态如图，图中应力单位皆为 MPa，试求： （1）指定截面上的应力； （2）主应力大小，主平面方位，并画出主单元体。
六、 （14 分）手摇绞车如图，轴的直径 d=30mm，材料为 Q235 钢，[σ]=80MPa，起吊重 量 P=780N。试按第三强度理论校核轴的强度。
=3 16 × 7028N ⋅ m π × 70 × 106 Pa
(3分) 分
∑F
y
d ≥3
16Tmax
M A = −M
FAy = −
M a
7028N·m
( 3分) 分 (3分) 分
π [τ ]
(3分) 分
= 0.07996m = 80mm
(1分) 分
四、解：支反力
FA = 25kN FB = 5kN
( 3分) 30 分 20
3 F ≤ Wz [σ ] 2
(2分) 分
( 3分) 分
σ 1 = 37MPa σ 2 = 0 σ 3 = −27MPa
tan2α 0 = − 2τ xy
(2分) 分
σ3
α0
3 = × 237 × 10 −6 ×160 × 106 N = 56.88kN 2
材料力学实验考试试题库
6． 根据你做过的实验， 试比较铸铁及低碳钢材料各自的抗拉、 抗压、 抗剪能力高低： （用 <、>、=填写） 低碳钢：抗拉能力 铸 钢：抗拉能力 抗压能力 抗压能力 抗剪能力 抗剪能力 ，规格
7．你有钢院力学实验室，所用的成能材料试验机，其型号为 为 ，电阻应变仪型号为 。
8． 各种试验机的牌号不同， 形式各异但一般都是由几个基本部分组成 （1） ： 统， （2） ： 系统， 多数 系统中包括 （2） 故试件压缩变形后呈 。
的剪唇断 方
， 是一种典型韧性断口， 铸铁拉伸断口与 状组织，是一种典型脆性断口。
5．在低碳钢和铸铁的拉、压、扭实验中，其三要试件的断裂情况如图所示，试填写材 料名称及实验名称： （图略） ①、 （1） ：是 （2） ：是 （3） ：是 材料 材料 材料 ②、 ③、 实验的破坏情况 实验的破坏情况 实验的破坏情况
2．低碳钢拉伸过程中，当试件达到最大载荷 Pb 以前，在标距范围内 均匀的， 从最大载荷开始试件表面产生 速减小 也随之减小。 和 当 和 。 该处
3． 一般工程中评定材料塑性性优劣的指标主要是 于 时是塑性材料。 周
大
4． 低碳钢拉伸试验其断口形貌为 织为 直，断口平齐的为
剪切唇断口， 其
组 方向垂
武汉理工大学 材料力学实验考试试题 2
一、填空题（第空 1 分） 1． 材料力学实验按其性质可分为三类 （1） ： 试验； （3） ： 的试验。 和 时是塑性材料。 均 也 当 的实验； （2） ： 的
2． 一般工程中评定材料塑性性能优劣的指标主要是 大于
3． 从低碳拉伸过程中可知， 当试件拉伸达到最大载荷 Pb 以前， 在标距范围内是 匀的， 从最大载荷开始产生 随之减小直至断裂。 4．低碳钢拉伸实验其断口形貌为 口， 其组织为 向垂直，断口平齐为 ，周边为 该处 迅速减小
武汉理工大学期末考试材料力学试题和标答B5
课程名称 题号 题分
备注: 学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)
材料力学 三 四 五
专业班级 结构 fx0701-03 六 七 八 九 十 总分
一
二
一、图示结构，各杆的横截面面积 A=100mm2，长 l=2m，
B 材料的 E=200GPa，p=200MPa，s=240MPa，b=400MPa ， C 45º 45º A
3qa 。 2
A A 20 A A A（15 分） A A A A A A
四、图示圆截面杆，直径d=40mm，受到轴向拉力F=120kN及扭转力偶 Me=1kN·m的作用。试：1）画出杆表面A点的应力单元体；2）求出主 应力大小和主平面方位；3）画出主单元体；4）该点第四强度理论的相 当应力r4。 (20分)
F
Me
d
A
F
Me
五、如图所示的圆截面杆，直径 d=80mm，长 l=4m。一端固定、一端铰支， 受轴向压力 F 作用， 已知材料的p=100， s=60,s=240 MPa， E=200GPa， a=304MPa，b=1.12 MPa。规定的稳定安全系数[n]st=3。试求 F 的许可 值。 （10 分）
安全系数 n=2，F=20kN，问：1）结构是否安全； 2）AB 杆的伸长量是多少。 （15 分）
F
二、图示工字形钢梁，F=200kN。求：梁跨中 n-n 截面上 a 点处的弯曲正应 力和弯曲切应力大小。 （15 分）
20
F n n 0.5m 0.5m
100
C
30
z
140
a
三、画梁的剪力图和弯矩图。A、B 支座反力为 FA=FB= FA A a 2a a F=qa q M=qa2 FB B
2008年06级机设(82学时)材力期末试题(A)
F
C
a d D
a
a D F
A 45° B
D 题七图
F
3F
题六图
3F
七、图示结构，BC 为直径 d=40mm 的圆截面杆，材料为 Q235 钢，λ1=100，λ2=60，σs=240MPa， E=200GPa, a=304MPa，b=1.12MPa，且 F=5kN。若规定的稳定安全因数为 nst=3 ，试校核 BC 杆的稳定性。 （10 分）
F
yC C
1m 1m A
z
A
300
100 240
四、图示结构，BC 杆的面积 A=100mm2，梁 AB 为 14 号工字钢， Iz=712cm4， Wz=102cm3，a=1m，材 料均为 Q235 钢，E=200GPa, α =12.6×10 （1/°C） 。试求杆 BC 温度下降 50°C 时 AB 梁内的最大弯 曲正应力。 （15 分）
武汉理工大学考试试题纸（ A 卷）
课程名称 题号 题分 一 二 三 材料力学 A 四 五 六 七 专业班级 八 九 十 总分
备注:
学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题
一、 如 图所 示的 结构 ，材 料均 为 Q235 钢 ，E=200GPa,
σs=240MPa，σb=350MPa，两杆子面积均为 A=78mm2。 已知：F=6kN。1）取安全因数为 n=3，试校核杆子的强 度；2）求 B 点下降的距离。 A 1m 45° 45° B C
-6
C
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六、 wmax
qa(2a)3 qa4 qa3 8qa4 7qa4 57qa4 a 3EI 8EI 6EI 3EI 24EI 24EI
七、 I d ，
4
l
i
64
l
I A
2 l 21000 62 kN ， 200， P 是细长杆。 Fcr EI ( l ) 2 d 40
b h
五、 如图所示钢梁， C 为截面形心， 截面惯性矩 IZ=538cm4， y1=92mm， y2=42mm, l=2m， 载荷 F=6kN，许用应力 []=130MPa，试校核梁的强度。 （15 分） F A C B y1 y2 y
C
z
l
l
六、已知梁的抗弯刚度EI，载荷q和长度a，试用叠加法求梁C点的挠度。（15分） 变形表
武汉理工大学考试试题纸（A 卷）
课程名称 题号 题分
备注: 学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题
材料力学 三 四 五 六 七
专业班级 八 九 十 总分
一
二
一、如图所示杆件，面积A=400mm2，材料为Q235钢，许用应力[=160MPa，F=15kN。 试校核杆的强度。（15分） 3F F
t max Fe F 2.41.341.06MPa
三、
F
2
+
Fa +
c 四、 W bh ， max Fe F 2.41.343.74MPa ，
6
W
A
W
A
五、 M max 6kNm ， max
M max ymax 6106 92 102.6MPa[ ] ， Iz 538104
二、如图所示圆轴，已知外力偶矩 Me=2kN•m，许用切应力[τ]=60MPa，试 设计圆轴的直径 d。 （15 分） Me Me
三、画梁的剪力图和弯矩图。（15分） F
A C
B
a
3F
a
F
四、 图示为矩形截面短木桩。 F=200kN， b = 300mm ，h = 500mm ， e = 150mm ,试求此木桩内的最大拉应力和最大压应力。 （15 分） e
1m
B
材料力学标答
一、
FN 4F 415103 150MPa ， [ ] ，杆子安全。 A A 400
Wt
M 二、 max T e [ ] , 3
d
d 3
16
2F
16M e 3 162106 55.37mm [ ] 60
Fa
q
C A B A
l
F
B
a
a
F=qa
fB
Fl3 Fl 2 ， B 3EI 2EI
q
A B
l
fB
ql 4 ql 3 ， B 8 EI 6 EI
F
A
七、 如图， 已知AB杆的直径d=40mm， 材料为Q235钢， E=200GPa， P=100，0=60， S=235MPa， a=304MPa， b=1.12MPa， 问： AB杆的临界压力是多少？（10分）
4
4
2 E A 3 200103 402 62kN